2024年3月24日发(作者:兆绮梅)
江西农业大学学报2010,32(6):1163—1167
http://xuebao.jxau.edu.on
E—mail:ndxb7775@sina.ecru
Acta Agricuhurae Universitatis Jiangxiensis
贡嘎山峨眉冷杉成熟林
凋落物量动态研究
羊留冬 一,王根绪 ,杨 燕h,曹 洋 ,李 伟 ,郭剑英
(1.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地环境演变与调控重点实验室,四川成都610041;2.中国
科学院北京研究生院,北京100049;3.乐山师范学院旅游与经济管理学院,四川乐山614004)
摘要:研究了贡嘎山高山生态系统定位研究站8年(2001--2008年)来对峨眉冷杉成熟林凋落物量监测所积累
的资料,分析了该群落凋落物量动态变化及组成特征。结果表明,贡嘎山峨眉冷杉成熟林在8年间的年凋落物
量波动范围为125.84~377.17 g/m ,平均凋落量为285.77 g/m ,年际波动较大,凋落量总体呈逐年上升趋势;
叶凋落量占凋落总量的77.99%,枯枝和花果杂物凋落量占凋落总量的分别19.55%和2.46%,叶凋落量高于
枯枝和花果杂物凋落量所占比例;与多数森林凋落物一样,峨眉冷杉成熟林凋落物各组分比例由高到低依次为
叶、枯枝、花果杂物。
关键词:峨眉冷杉;成熟林;凋落物量;动态;贡嘎山
中图分类号:¥718.55 4 文献标志码:A 文章编号:1000—2286(2010)06—1163—05
Dynamics of Litter Fall in Abies fabric
Mature Forest at Gongga Mountain
rANG Liu—dong ,WANG Gen—XU ,rANG Yan ,
CAO rang ,LI Wei ,GUO Jian ying ’
(1.The Key Laboratory of Mountain Environment Evolution and Regulation,Institute O±Mountain Haz—
ards and Environment,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610014,China;2.Graduate University of
Chinese Academy of Sciences,Beijing 1 00049,China;3.School of Tourism and Economic Management,Les—
han Normal University,Leshan 6 1 4004,China)
Abstract:The observations and measurements of the litter production at the Gongga alpine ecosystem re—
search station for 8 years(200 1--2008)were studied,and the litter production dynamics and composition
characteristics were analyzed.The results showed that the variation in the annual litter production was signiif—
cant while the annual litter production ranged from 125.84 g/m to 377.17 g/m with an average of 285.77 g/m .
Overall,the litter production increased year by year over the 8 years.The mean annual leaf litter production
was higher than that of the branches and flowers and other mixed—materials,which accounted for 77.99%of
the total litter production.The litter components exhibited a consistent sequence with the most forest types in
the following order:leaves;branches;flower,fruits and other mixed—materials.
Key words:Abies fabric;mature forest;litter production;dynamics;Gongga Mountain
收稿日期:2010—04—19 修回日期:2010—07—08
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2一Yw一331—2)和中国科学院“西部之光”人才培养计
划“西部博士资助项目”
作者简介:羊留冬(1987一),男,硕士生,主要从事森林生态、水文水循环研究,E—mail:yld42@126.corn;¥通讯作
者:杨燕,博士,主要从事森林生态学研究,E—mail:yyang@imde.ac.ca。
・
1164・ 江西农业大学学报 第32卷
森林凋落物是森林生态系统的重要组成部分,是森林生态系统物质循环的重要环节;其作为养分的
基本载体,在养分循环中是连接植物与土壤的“纽带”,因而在养分循环和维持土壤肥力方面,凋落物有
着举足轻重的作用。凋落物也是碎屑食物网的能量来源,而后者是森林生态系统中生产者营养级和以
后各级生产者最主要的能流途径¨J。
森林凋落物的重要作用使其成为诸如森林生态学、森林土壤学、森林水文学、生物地球化学和环境
化学等学科的重要研究内容之一。1876年德国学者Ebermayerl2 在其经典著作“森林凋落物产量及其
化学组成”中阐述了凋落物在养分循环中的重要作用,这可能是对森林凋落物研究的最早报道。随后,
众多学者先后对世界范围内的森林凋落物进行了大量研究、报道和总结l3一 。我国自20世纪6O年代
开始凋落物的研究 ,20世纪80年代开始有较长足的发展,涉及到不同气候带的不同森林群落,并逐
步开展了凋落物化学成分、分解速率以及凋落物化感作用的研究,以探寻森林生态系统的物质循环节
律、森林与土壤的关系、森林的自肥机制和群落结构调整机制等 。可见,目前凋落物的研究主要集
中在凋落量的变化机制,凋落物分解的影响因子,凋落物的保水,保土及肥土功能,凋落物在群落更新中
的作用,以及定量分析凋落物在生态系统内物质循环和能量流动过程中的重要性及其调控措施。但是
很少有长期监测研究凋落物量年际动态以及与环境气温变化方面的研究¨ 。
暗针叶林是青藏高原东南缘山地森林植被的主体,也是长江上游水源涵养林中起重要作用的植被
类型。峨眉冷杉(Abiesfabric Mast.)林是我国西南亚高山暗针叶林的主要类型之一。目前国内的研究
对于高山森林生态系统凋落物的长期研究较少,大多为1年或3年¨ ”J,而这方面的研究工作有助于
全面认识森林生态系统的结构和功能,了解森林群落动态演替方向和过程,为森林管理以及恢复保育提
供科学依据和理论指导。本文基于中国科学院贡嘎山森林生态定位研究站8年来对峨眉冷杉成熟林凋
落物资料以及气象资料,研究了凋落物量动态变化趋势,旨在揭示贡嘎山峨眉冷杉成熟林这一群落的结
构特征、功能,探讨全球气候变暖对这一地带性植被群落造成的影响,为我国西南亚高山暗针叶林应对
气候变化的森林管理和退化森林系统恢复保育提供科学依据。
1材料与方法
1.1研究地概况
研究地点位于四川省甘孜州海螺沟自然保护区,东经101。59 51”,北纬29。34 27”,气候湿冷,属山
地寒温带气候类型。该区域年均温4.1℃,年降水量1 903 mm 1 ,年均蒸发量418.4 mm,>10 oC有效
积温:992.3℃~1 304.8℃,年平均相对湿度在90%,5~10月是雨季,11月一翌年4月为干季,每年
1O月底或11月初开始大雪封山 。研究区保存有原始峨眉冷杉林,土壤类型属于山地棕色暗针叶林
土,峨眉冷杉成熟林林分密度为205 ̄v/hm ,林龄约150年¨ 。样地位于保护区内贡嘎山东坡,海拔
3 000~3 100 m,坡度28。。
贡嘎山峨眉冷杉成熟林属于亚高山暗针叶林,成层现象明显,上层主要是峨眉冷杉;灌木层较发达,
密度较大的有杜鹃、荚蓬;草本层盖度较低,地被层(苔藓层)厚度达到15 em,其中盖度较大的有石松、
野草莓,附生苔藓较多。
贡嘎山海拔3 000 m区域全年风力很弱,季节变化很小,除每年降雪量不同对凋落物有一定影响
外,其他外界因素影响很小,多种森林类型在同一区域分布,峨眉冷杉林组成种类简单,这些因素为研究
凋落物及其季节动态提供了有力条件。
1.2研究方法
1.2.1 凋落物收集在面积5 000 Ill 的峨眉冷杉成熟林群落样地随机放置5个规格为l m×1 m的
凋落物收集框,收集框为孑L径1 mm的尼龙网制成的方框式收集器,每月收集1次,观测期为2001年6
月.2008年10月。由于研究区当年l0月底或11月初一翌年4月底或5月初大雪封山,凋落物为冰雪
覆盖,能够按月收集的大部分年份只有5—10月,因此11月一翌年4月的凋落量在翌年4月底1次收
集。
1.2.2凋落物处理将收集回来的凋落物首先风干,然后分出枯枝、落叶,难以区分的花果碎屑统归为
花果杂物。分选好的各部分在60℃下烘至恒重,然后分别称重并计算凋落物总量。
第6期 羊留冬等:贡嘎山峨眉冷杉成熟林凋落物量动态研究 ・l 165・
1.2.3数据分析观测数据利用
450
400
Microsoft Excel 2007和SPSS 16.0
统计软件分析。
・
350
0
OO
2结果与分析
2.1凋落物总量动态
J.
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量
一
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O
由图1可以看出,2001--2008
年贡嘎山峨眉冷杉成熟林年凋落物
量为125.84~377.17 g/m (图1),
200 1 2002 2003 2004 2005 200(; 2007 2008
平均年凋落量为285.77 g/m 。总
体来看,峨眉冷杉成熟林群落8年
间凋落物总量呈逐渐上升的趋势。
其中2001年的凋落量最少,仅为
份Year
图1凋落物量动态变化(2001—2【)(】8年)
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Fig.1 Annual change of litter production on Abies fabric
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mature forest from 2001 to 2o08
0 0 勺【)J口.I。#
∞ 加 ∞ 跚 ∞ ∞ 加 0
125.84 g/m ,比最高年份2006年
377.17 m 低66.64%。
2.2凋落物组成结构及其年内月
动态
峨眉冷杉成熟林2001—2o08
年凋落物量月变化如图2所示。总
体来看,1 1一翌年6月份的凋落量
积累高;除此而外,凋落物在10月
份的凋落量最大,7、8、9这3个月
份的凋落物量最小。这表明,在温
度升高、降雨量增加的5、6月份和
温度开始骤降的10月份,凋落物降
落多,积累大;处于生长旺盛期的
7、8、9这3个月份凋落量低。
2.3凋落物组成结构及其年际动态
从图3可以看出,在2001—
200 l 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
份Year
图2峨眉冷杉群落凋落量月变化(2001—2o08年)
Fig.2 Monthly changes of the litter production on Abws fabric
mature forest from 2001 to 20HD8
2008年,峨眉冷杉群落凋落物各组
分量的比例由高到低依次是:叶、
枝、花果杂物。8年数据平均来看,
总体上仍然是叶凋落量最高,8年
平均占到凋落物总量的77.99%,
大于枯枝和花果杂物凋落物所占的
比例(分别为19.55%和2.46%)。
研究结果也显示,凋落物各组分量
呈逐年动态上升趋势,以叶凋落量
上升的趋势最明显。
2.4凋落物各组分月动态变化
200 1 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
年份Year
图3凋落物各组分年际动态变化(2001—2008年)
Fig.3 Annu ̄changes of litter components on Abies fabric
mature forest from 2001 to 2008
2001--2008年,峨眉冷杉群落同一组分相同月份凋落量的月变化如表1所示。枝、叶和杂物生物
量在10月、11月一翌年6月明显大于其他月份。树枝和花果杂物的凋落量主要集中在11月一翌年6
月,分别占全年树枝和花果杂物总凋落量的57.81%和64.01%;叶的凋落量主要集中在l0月和11
月一翌年6月,分别占全年叶凋落量的48.58%和32.88%。总体来看,凋落物各组分与总量动态变化
趋势基本相似,全年均11月一翌年6月和10月显著高于7、8、9月。
・
1166・ 江西农业大学学报
表1峨眉冷杉群落凋落物各组分月变化(8年平均)
Tab.1 Monthly changes of the litter production on Abies fabric mature from 2001 to 2008
第32卷
不同大写字母标注的数字表示在1%和5%的水平差异显著。
Figures marked with different capital alphabets means that the 1%and 5%level significantly
3讨论
凋落物产量反映了森林生态系统的生产力_l ,其动态变化在一定程度上反映了森林生态系统生物
量的变化。本研究发现,贡嘎山峨眉冷杉成熟林8年凋落量总体呈上升趋势,这与鼎湖山南亚热带常绿
阔叶林凋落物20年动态变化¨ 研究结果相悖。这可能是由于峨眉冷杉成熟林在其顺势演替过程中,
森林生物量阶段性增加,不断积累增大。此外,森林凋落量也决定于树木本身的生物学特性和外界环境
(特别是凋落物)影响。群落、区域不同,环境气候因子不同,差异很大。西双版纳勐仑的热带季雨林。加J
和河港海莲红树林 年凋落物量居于首位,约为12.5 t/hm ,鼎湖山南亚热带常绿阔叶林年凋落物量
为8.45 t/hm 。图1显示,贡嘎山峨眉冷杉成熟林8年问凋落物量总体呈动态上升趋势,其中,尤以
2006年凋落量最大,为377.17 g/m (3.77 t/hm );2001年凋落量最低,略低于我国主要生态系统森林
凋落物中长白山岳桦云冷杉群落1.67 t/hm ,更低于同为针叶林类型的西藏林芝云杉林年凋落量3.84 t//
hm 。可见,贡嘎山峨眉冷杉林凋落物与其他地区针叶林存在着一定差异,这可能与贡嘎山特殊的地
理位置和气候特征有关。
凋落物是森林第一性生产力的重要组成部分,其受生物与非生物因素的综合作用 引。我们的研究
表明(图2),峨眉冷杉成熟林主要的凋落高峰期在1l一翌年6月份和10月份,这与川西亚高山针叶林
凋落物动态一致 。这种现象也与贡嘎山当地的环境气候有关,因为每年的5、6月份,贡嘎山地区的
温度升高、降雨量增加,林木进人生长季节,老叶因贮存的养分大量转入新生枝叶而老化脱落,此时凋落
量增加;10一l1月份该地区温度骤降,低温刺激植物合成脱落酸,促进大量老化枝叶脱落以减少林木体
第6期 羊留冬等:贡嘎山峨眉冷杉成熟林凋落物量动态研究 ・1 167・
内蒸腾,为休眠过冬做准备。这一结果与杨清伟 对贡嘎山峨眉冷杉成熟林进行的3年研究一致,峨
眉冷杉群落的这一生物学特性是森林群落对当地气候变化的长期适应的结果。
不同森林类型因物种组成不同,凋落物各组分比例差异较大。从图3可以看出,峨眉冷杉成熟林凋
落物各组分比例顺序与大多数森林凋落物各组分比例顺序一致,由高到低依次为:叶、枯枝、花果杂
物 ,且叶凋落量显著高于枝和花果杂物凋落量。2001年凋落物中枯枝量显著低于其他统计年份凋
落量,比树枝凋落量最高年份2004年低87.33%,此结果与2001年凋落物总量显著低于其他统计年份
保持一致,表明峨眉冷杉成熟林中枯枝凋落量在某些年份主导着凋落物总量变化。另一方面,树枝凋落
物在2001年的急剧变化也有可能是由于长时间冰雪覆盖未能及时取样,造成树枝凋落量减少。从整体
看,峨眉冷杉成熟林的叶凋落量呈逐年递增的上升趋势,这可能与近年来全球平均气温逐渐升高有
关_2 。而枯枝和花果杂物呈波动上升,导致了凋落物总量在呈现动态上升的趋势。
如表1的研究数据显示,凋落物各个组分的凋落量在各月变化规律差异明显,树枝和叶的凋落量大
多集中在l0月和11月一翌年6月的冰冻休眠期,其中叶凋落量的变化规律与总量基本相似,全年均为
7月最低;而叶凋落量11月一翌年6月最大,10月份凋落量占全年凋落量的48.58%,比例较大。同时,
枯枝和花果杂物凋落物的变化规律在时间上除10月外与总量基本相似。此结果反映了叶凋落量在一
定程度上主导了贡嘎山峨眉冷杉成熟林的凋落总量。这与叶是森林生态系统物质循环中最活跃的部分
有关,其更新生长较快。
总之,贡嘎山峨眉冷杉成熟林凋落物量随环境温度升高而增加,其凋落量总体呈现上升趋势,且凋
落物季节性明显,温度回暖和骤降的月份凋落量大增,生长季节各组分凋落量显著降低。然而由于贡嘎
山地区特殊的地形和冰川,短时问的凋落物变化还不能完整地呈现出当地主要森林类型峨眉冷杉林的
演替动态变化。因此,未来仍然需要继续进行长期更细致的观测,才能对贡嘎山峨眉冷杉林群落演替过
程凋落物动态规律得出确切的结论。
致谢:衷心感谢贡嘎山高山森林生态观测站多年来参与这项工作的各位老师,以及给予文章帮助的中国科学院研究
生院吴婧、时鹏同学。
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量波动范围为125.84~377.17 g/m ,平均凋落量为285.77 g/m ,年际波动较大,凋落量总体呈逐年上升趋势;
叶凋落量占凋落总量的77.99%,枯枝和花果杂物凋落量占凋落总量的分别19.55%和2.46%,叶凋落量高于
枯枝和花果杂物凋落量所占比例;与多数森林凋落物一样,峨眉冷杉成熟林凋落物各组分比例由高到低依次为
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ards and Environment,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610014,China;2.Graduate University of
Chinese Academy of Sciences,Beijing 1 00049,China;3.School of Tourism and Economic Management,Les—
han Normal University,Leshan 6 1 4004,China)
Abstract:The observations and measurements of the litter production at the Gongga alpine ecosystem re—
search station for 8 years(200 1--2008)were studied,and the litter production dynamics and composition
characteristics were analyzed.The results showed that the variation in the annual litter production was signiif—
cant while the annual litter production ranged from 125.84 g/m to 377.17 g/m with an average of 285.77 g/m .
Overall,the litter production increased year by year over the 8 years.The mean annual leaf litter production
was higher than that of the branches and flowers and other mixed—materials,which accounted for 77.99%of
the total litter production.The litter components exhibited a consistent sequence with the most forest types in
the following order:leaves;branches;flower,fruits and other mixed—materials.
Key words:Abies fabric;mature forest;litter production;dynamics;Gongga Mountain
收稿日期:2010—04—19 修回日期:2010—07—08
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2一Yw一331—2)和中国科学院“西部之光”人才培养计
划“西部博士资助项目”
作者简介:羊留冬(1987一),男,硕士生,主要从事森林生态、水文水循环研究,E—mail:yld42@126.corn;¥通讯作
者:杨燕,博士,主要从事森林生态学研究,E—mail:yyang@imde.ac.ca。
・
1164・ 江西农业大学学报 第32卷
森林凋落物是森林生态系统的重要组成部分,是森林生态系统物质循环的重要环节;其作为养分的
基本载体,在养分循环中是连接植物与土壤的“纽带”,因而在养分循环和维持土壤肥力方面,凋落物有
着举足轻重的作用。凋落物也是碎屑食物网的能量来源,而后者是森林生态系统中生产者营养级和以
后各级生产者最主要的能流途径¨J。
森林凋落物的重要作用使其成为诸如森林生态学、森林土壤学、森林水文学、生物地球化学和环境
化学等学科的重要研究内容之一。1876年德国学者Ebermayerl2 在其经典著作“森林凋落物产量及其
化学组成”中阐述了凋落物在养分循环中的重要作用,这可能是对森林凋落物研究的最早报道。随后,
众多学者先后对世界范围内的森林凋落物进行了大量研究、报道和总结l3一 。我国自20世纪6O年代
开始凋落物的研究 ,20世纪80年代开始有较长足的发展,涉及到不同气候带的不同森林群落,并逐
步开展了凋落物化学成分、分解速率以及凋落物化感作用的研究,以探寻森林生态系统的物质循环节
律、森林与土壤的关系、森林的自肥机制和群落结构调整机制等 。可见,目前凋落物的研究主要集
中在凋落量的变化机制,凋落物分解的影响因子,凋落物的保水,保土及肥土功能,凋落物在群落更新中
的作用,以及定量分析凋落物在生态系统内物质循环和能量流动过程中的重要性及其调控措施。但是
很少有长期监测研究凋落物量年际动态以及与环境气温变化方面的研究¨ 。
暗针叶林是青藏高原东南缘山地森林植被的主体,也是长江上游水源涵养林中起重要作用的植被
类型。峨眉冷杉(Abiesfabric Mast.)林是我国西南亚高山暗针叶林的主要类型之一。目前国内的研究
对于高山森林生态系统凋落物的长期研究较少,大多为1年或3年¨ ”J,而这方面的研究工作有助于
全面认识森林生态系统的结构和功能,了解森林群落动态演替方向和过程,为森林管理以及恢复保育提
供科学依据和理论指导。本文基于中国科学院贡嘎山森林生态定位研究站8年来对峨眉冷杉成熟林凋
落物资料以及气象资料,研究了凋落物量动态变化趋势,旨在揭示贡嘎山峨眉冷杉成熟林这一群落的结
构特征、功能,探讨全球气候变暖对这一地带性植被群落造成的影响,为我国西南亚高山暗针叶林应对
气候变化的森林管理和退化森林系统恢复保育提供科学依据。
1材料与方法
1.1研究地概况
研究地点位于四川省甘孜州海螺沟自然保护区,东经101。59 51”,北纬29。34 27”,气候湿冷,属山
地寒温带气候类型。该区域年均温4.1℃,年降水量1 903 mm 1 ,年均蒸发量418.4 mm,>10 oC有效
积温:992.3℃~1 304.8℃,年平均相对湿度在90%,5~10月是雨季,11月一翌年4月为干季,每年
1O月底或11月初开始大雪封山 。研究区保存有原始峨眉冷杉林,土壤类型属于山地棕色暗针叶林
土,峨眉冷杉成熟林林分密度为205 ̄v/hm ,林龄约150年¨ 。样地位于保护区内贡嘎山东坡,海拔
3 000~3 100 m,坡度28。。
贡嘎山峨眉冷杉成熟林属于亚高山暗针叶林,成层现象明显,上层主要是峨眉冷杉;灌木层较发达,
密度较大的有杜鹃、荚蓬;草本层盖度较低,地被层(苔藓层)厚度达到15 em,其中盖度较大的有石松、
野草莓,附生苔藓较多。
贡嘎山海拔3 000 m区域全年风力很弱,季节变化很小,除每年降雪量不同对凋落物有一定影响
外,其他外界因素影响很小,多种森林类型在同一区域分布,峨眉冷杉林组成种类简单,这些因素为研究
凋落物及其季节动态提供了有力条件。
1.2研究方法
1.2.1 凋落物收集在面积5 000 Ill 的峨眉冷杉成熟林群落样地随机放置5个规格为l m×1 m的
凋落物收集框,收集框为孑L径1 mm的尼龙网制成的方框式收集器,每月收集1次,观测期为2001年6
月.2008年10月。由于研究区当年l0月底或11月初一翌年4月底或5月初大雪封山,凋落物为冰雪
覆盖,能够按月收集的大部分年份只有5—10月,因此11月一翌年4月的凋落量在翌年4月底1次收
集。
1.2.2凋落物处理将收集回来的凋落物首先风干,然后分出枯枝、落叶,难以区分的花果碎屑统归为
花果杂物。分选好的各部分在60℃下烘至恒重,然后分别称重并计算凋落物总量。
第6期 羊留冬等:贡嘎山峨眉冷杉成熟林凋落物量动态研究 ・l 165・
1.2.3数据分析观测数据利用
450
400
Microsoft Excel 2007和SPSS 16.0
统计软件分析。
・
350
0
OO
2结果与分析
2.1凋落物总量动态
J.
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量
一
5O
00
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O
由图1可以看出,2001--2008
年贡嘎山峨眉冷杉成熟林年凋落物
量为125.84~377.17 g/m (图1),
200 1 2002 2003 2004 2005 200(; 2007 2008
平均年凋落量为285.77 g/m 。总
体来看,峨眉冷杉成熟林群落8年
间凋落物总量呈逐渐上升的趋势。
其中2001年的凋落量最少,仅为
份Year
图1凋落物量动态变化(2001—2【)(】8年)
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O O
如 ∞
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Fig.1 Annual change of litter production on Abies fabric
【l0一=l0 0.I(I_Iu#一
mature forest from 2001 to 2o08
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∞ 加 ∞ 跚 ∞ ∞ 加 0
125.84 g/m ,比最高年份2006年
377.17 m 低66.64%。
2.2凋落物组成结构及其年内月
动态
峨眉冷杉成熟林2001—2o08
年凋落物量月变化如图2所示。总
体来看,1 1一翌年6月份的凋落量
积累高;除此而外,凋落物在10月
份的凋落量最大,7、8、9这3个月
份的凋落物量最小。这表明,在温
度升高、降雨量增加的5、6月份和
温度开始骤降的10月份,凋落物降
落多,积累大;处于生长旺盛期的
7、8、9这3个月份凋落量低。
2.3凋落物组成结构及其年际动态
从图3可以看出,在2001—
200 l 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
份Year
图2峨眉冷杉群落凋落量月变化(2001—2o08年)
Fig.2 Monthly changes of the litter production on Abws fabric
mature forest from 2001 to 20HD8
2008年,峨眉冷杉群落凋落物各组
分量的比例由高到低依次是:叶、
枝、花果杂物。8年数据平均来看,
总体上仍然是叶凋落量最高,8年
平均占到凋落物总量的77.99%,
大于枯枝和花果杂物凋落物所占的
比例(分别为19.55%和2.46%)。
研究结果也显示,凋落物各组分量
呈逐年动态上升趋势,以叶凋落量
上升的趋势最明显。
2.4凋落物各组分月动态变化
200 1 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
年份Year
图3凋落物各组分年际动态变化(2001—2008年)
Fig.3 Annu ̄changes of litter components on Abies fabric
mature forest from 2001 to 2008
2001--2008年,峨眉冷杉群落同一组分相同月份凋落量的月变化如表1所示。枝、叶和杂物生物
量在10月、11月一翌年6月明显大于其他月份。树枝和花果杂物的凋落量主要集中在11月一翌年6
月,分别占全年树枝和花果杂物总凋落量的57.81%和64.01%;叶的凋落量主要集中在l0月和11
月一翌年6月,分别占全年叶凋落量的48.58%和32.88%。总体来看,凋落物各组分与总量动态变化
趋势基本相似,全年均11月一翌年6月和10月显著高于7、8、9月。
・
1166・ 江西农业大学学报
表1峨眉冷杉群落凋落物各组分月变化(8年平均)
Tab.1 Monthly changes of the litter production on Abies fabric mature from 2001 to 2008
第32卷
不同大写字母标注的数字表示在1%和5%的水平差异显著。
Figures marked with different capital alphabets means that the 1%and 5%level significantly
3讨论
凋落物产量反映了森林生态系统的生产力_l ,其动态变化在一定程度上反映了森林生态系统生物
量的变化。本研究发现,贡嘎山峨眉冷杉成熟林8年凋落量总体呈上升趋势,这与鼎湖山南亚热带常绿
阔叶林凋落物20年动态变化¨ 研究结果相悖。这可能是由于峨眉冷杉成熟林在其顺势演替过程中,
森林生物量阶段性增加,不断积累增大。此外,森林凋落量也决定于树木本身的生物学特性和外界环境
(特别是凋落物)影响。群落、区域不同,环境气候因子不同,差异很大。西双版纳勐仑的热带季雨林。加J
和河港海莲红树林 年凋落物量居于首位,约为12.5 t/hm ,鼎湖山南亚热带常绿阔叶林年凋落物量
为8.45 t/hm 。图1显示,贡嘎山峨眉冷杉成熟林8年问凋落物量总体呈动态上升趋势,其中,尤以
2006年凋落量最大,为377.17 g/m (3.77 t/hm );2001年凋落量最低,略低于我国主要生态系统森林
凋落物中长白山岳桦云冷杉群落1.67 t/hm ,更低于同为针叶林类型的西藏林芝云杉林年凋落量3.84 t//
hm 。可见,贡嘎山峨眉冷杉林凋落物与其他地区针叶林存在着一定差异,这可能与贡嘎山特殊的地
理位置和气候特征有关。
凋落物是森林第一性生产力的重要组成部分,其受生物与非生物因素的综合作用 引。我们的研究
表明(图2),峨眉冷杉成熟林主要的凋落高峰期在1l一翌年6月份和10月份,这与川西亚高山针叶林
凋落物动态一致 。这种现象也与贡嘎山当地的环境气候有关,因为每年的5、6月份,贡嘎山地区的
温度升高、降雨量增加,林木进人生长季节,老叶因贮存的养分大量转入新生枝叶而老化脱落,此时凋落
量增加;10一l1月份该地区温度骤降,低温刺激植物合成脱落酸,促进大量老化枝叶脱落以减少林木体
第6期 羊留冬等:贡嘎山峨眉冷杉成熟林凋落物量动态研究 ・1 167・
内蒸腾,为休眠过冬做准备。这一结果与杨清伟 对贡嘎山峨眉冷杉成熟林进行的3年研究一致,峨
眉冷杉群落的这一生物学特性是森林群落对当地气候变化的长期适应的结果。
不同森林类型因物种组成不同,凋落物各组分比例差异较大。从图3可以看出,峨眉冷杉成熟林凋
落物各组分比例顺序与大多数森林凋落物各组分比例顺序一致,由高到低依次为:叶、枯枝、花果杂
物 ,且叶凋落量显著高于枝和花果杂物凋落量。2001年凋落物中枯枝量显著低于其他统计年份凋
落量,比树枝凋落量最高年份2004年低87.33%,此结果与2001年凋落物总量显著低于其他统计年份
保持一致,表明峨眉冷杉成熟林中枯枝凋落量在某些年份主导着凋落物总量变化。另一方面,树枝凋落
物在2001年的急剧变化也有可能是由于长时间冰雪覆盖未能及时取样,造成树枝凋落量减少。从整体
看,峨眉冷杉成熟林的叶凋落量呈逐年递增的上升趋势,这可能与近年来全球平均气温逐渐升高有
关_2 。而枯枝和花果杂物呈波动上升,导致了凋落物总量在呈现动态上升的趋势。
如表1的研究数据显示,凋落物各个组分的凋落量在各月变化规律差异明显,树枝和叶的凋落量大
多集中在l0月和11月一翌年6月的冰冻休眠期,其中叶凋落量的变化规律与总量基本相似,全年均为
7月最低;而叶凋落量11月一翌年6月最大,10月份凋落量占全年凋落量的48.58%,比例较大。同时,
枯枝和花果杂物凋落物的变化规律在时间上除10月外与总量基本相似。此结果反映了叶凋落量在一
定程度上主导了贡嘎山峨眉冷杉成熟林的凋落总量。这与叶是森林生态系统物质循环中最活跃的部分
有关,其更新生长较快。
总之,贡嘎山峨眉冷杉成熟林凋落物量随环境温度升高而增加,其凋落量总体呈现上升趋势,且凋
落物季节性明显,温度回暖和骤降的月份凋落量大增,生长季节各组分凋落量显著降低。然而由于贡嘎
山地区特殊的地形和冰川,短时问的凋落物变化还不能完整地呈现出当地主要森林类型峨眉冷杉林的
演替动态变化。因此,未来仍然需要继续进行长期更细致的观测,才能对贡嘎山峨眉冷杉林群落演替过
程凋落物动态规律得出确切的结论。
致谢:衷心感谢贡嘎山高山森林生态观测站多年来参与这项工作的各位老师,以及给予文章帮助的中国科学院研究
生院吴婧、时鹏同学。
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